钢结构桥梁铺装层组合结构疲劳性能研究

赵 浩

（山东新汇建设集团有限公司，山东 东营 257091）

当今社会，我国建筑领域不断发展，在建筑行业运用钢结构桥梁至关重要。该桥梁的构件质量比较轻，具备施工作业时间短的特征，进而被广泛运用在我国的大跨度桥梁中。根据有关探究分析表明，由于钢桥面板桥梁工程项目数量的逐步增加，需要使用桥梁铺装层方法。因此，加强钢结构桥梁铺装层组合结构疲劳性能研究具备现实方面的意义[1]。

1 钢结构桥梁铺装层组合结构概述

当前，钢结构桥梁在实际架设时十分方便，并且具备跨越水平比较大及自重非常轻等特征，被广泛运用在我国的市政工程项目及跨越江海等工程项目中。

桥面铺装主要是在钢梁的表层位置上覆盖上相应的材料，进而更好地保护桥梁结构，明确车轮的整体荷载及概况，与行车功能要求相满足[2]。

因为钢结构存有比较大的变形情况，所以在对其桥面进行铺装的时候，经常使用韧性程度比较好的沥青混凝土。然而，沥青混凝土及钢板等建设材料在热导性及膨胀性等方面存有的区别非常明显，并且在行车荷载及温度改变方面存有明显的差异性。此时，铺装结构非常容易出现变形情况，进而形成车辙、坑槽以及裂缝等。

针对此种现象，需要及时进行修补作业，避免出现交通拥堵，导致其经济效益方面的损失。因此，在当前的大型桥梁实际建设过程中，钢结构桥梁表层的材料耐久程度研究至关重要。

现阶段，在对其面层进行铺装作业的时候，会使用3种方式，其一是浇筑方式，其二是环氧方式，其三是双层SMA。

（1）对于双层SMA沥青混凝土而言，在夏天的时候，温度比较高，和钢板之间进行黏结的程度比较差，非常容易发生拥包或者是推移等现象，现代化社会中很少使用此方法与手段。

（2）对于浇筑方式的沥青混凝土而言，其对钢板的追从性比较高，并且拥有比较强的黏结性，但是在高温稳定方面依然存有许多的问题[3]。

（3）对于环氧沥青混凝土而言，其具备高温性能以及黏结强度等特征，拥有十分明显的优势作用。但是，因为该施工工艺十分繁杂，并且很难进行控制，成本支出比较高，在钢箱桥梁面的运用并不充分、全面。

2 钢结构桥梁铺装层组合构件的设计制备与试验测试方法

随着科学技术的快速发展，在当前的我国建筑工程项目中，有关人员能够把先进的科学技术充分运用其中，实现钢结构桥梁建设作业的可靠性及稳定性。同时，制定试验测试手段与方法的全面落实，将相应的措施及方法落到实处，这对促进我国相关领域的全面稳定发展起着十分重要的作用。在这样的情况下，需要实现组合构件的良好设计，并且做好相应的制备作业，采取相应的试验方法及手段。

2.1 组合构件设计和制备

（1）在钢结构实际设计过程中，该试验主要选择的钢板尺寸主要是550mm×150mm×14mm，在其面积方面需要设置相应的钢筋网。与此同时，其对沥青层成型起着十分重要的作用。在钢板中进行剪力钉焊接作业的时候，需要将钢筋网绑扎其中。根据设计尺寸情况进行加工作业，明确剪力钉的实际高度，确定钢筋网直径情况。

（2）加强混凝土层的制备及设计作业。其试件需要放置在550mm×150mm×150mm的试验磨具中，根据混凝土层的实际厚度情况，对混凝土进行浇筑，之后展开振捣作业，在抹平凝结之后进行脱模，根据有关标准将其养护28d。

（3）实现吸收层的制备及设计。在对应力吸收层进行铺设作业以前，需要对混凝土层展开预处理作业，保障混凝土板的可靠性及清洁；保障土层的干燥性及清洁，保证其表层位置不会出现浮灰现象，避免应力吸收黏结层发生起皮的情况。使用新型沥青材料，此类材料的黏性及弹性比较高，粒径主要是9.5～13.2mm，之后展开碎石块的预搅拌。

与此同时，需要保证其撒铺的可靠性及稳定性，避免出现堆积现象。在对吸收层进行制备作业的时候，需要把沥青材料直接加热升温到180℃，将其石料直接加热到190℃；使用人工涂刷方法，保证其黏度情况；之后把碎石块直接铺撒在85%左右的面积，在实际铺设完成之后进行碾压作业。

（4）实现高弹性及高黏性SMA面层的制备及设计作业。在对其面层进行配合比设置的时候，需要选择6.2%的油石比。在对其进行实际制备作业的时候，需要将温度控制在180～190℃，而沥青材料在经过加热作业以后，其温度需要控制在165～175℃，将混合材料进行搅拌之后的温度需要维持在175℃左右。使用车辙成型设备对混合材料展开碾压作业，保证其成型，使用游标卡尺对其厚度情况进行测定，保障其原来的实际设计尺寸。

2.2 试验方法

（1）对高温可靠性及稳定性等功能进行测试作业。结合铺装层组合结构实际设计情况明确车辙试件，根据相应规定中的具体要求，对其稳定程度进行测试作业。（2）做好层间抗剪情况进行测试作业。根据上述情况建设组合构件，之后运用万能测试设备，对构件展开抗剪及拉拔等方面的试验活动。拉拔性能测试如图1所示，抗剪性能方面的测试如图2所示。

图1 构件拉拔性能测试

图2 构件抗剪性能测试

3 高耐久钢桥面铺装层组合结构性能

随着现代化社会的到来，我国建筑领域得以不断发展。在这样的实际发展新形势下，在当前的建筑工程项目实际建设过程中，需要保证钢结构桥梁铺装面层的耐久性及可靠性，保证其组合结构多种性能的顺利展开。经过此种方法与措施，保证钢结构桥梁建设作业的正常进行，有效提升其整体建设质量及水平，这对促进我国相关领域的健康可持续发展起着不可忽视的作用。

3.1 铺装组合结构的高温稳定性

对当前的桥面铺装层而言，如若其高温可靠性及稳定性需要提高，非常容易出现车辙现象。其钢板导热性能比较高，在夏天温度比较高的现象之下，保证钢桥面的高温可靠性及稳定性至关重要。在当前的钢结构中，高温稳定性显著超过了普通的结构[4]。这主要是因为该结构下层的位置经常使用韧性比较高的混凝土材料，其在高温之下并不会出现变形现象。与此同时，也能够在混凝土及钢板之间产生对温度进行隔绝的重要作用，让其温度明显比双层SMA结构低。除此之外，经常会使用弹性及黏性等都比较高的沥青设备，这样会加强其内部的整体黏聚程度，因此该结构所具备的高温可靠性及稳定性都得到了十分明显的提高。对此，需要逐步提高铺装组合结构的高温可靠性及稳定性，最终推动我国有关事业的全面稳定发展。

3.2 铺装组合结构的层间黏结性能

对于当前的防水黏结层而言，其作用主要是实现混凝土板及铺装层之间的良好黏结。该体系所具备的抗剪及抗拔等情况都会对铺装层实际的使用情况起到很大程度上的影响[5]。根据铺装层组合结构温度及浸水等方面的情况进行分析表明，对于其抗剪性及黏结性而言，该方案的强度降低并不明显。由于沥青材料在上层与下层之间的黏度非常大，水分并不会对防水黏结吸收层所具备的剥落水平起到很大程度上的影响，因此导致其性能没有出现显著降低。

在此方案中，在加入防水吸收层之后，各个层间出现了黏结现象，导致其抗剪性能逐步提高。因此，在实现下层和钢板之间进行连接的前提下，为其提供充足的抗剪水平及能力，防止桥面出现拥包或者是推移等现象[6-7]。

4 结束语

在现代化社会中，我国建筑事业快速发展，这使我国工程项目数量逐步增多。在这样的新形势下，在现阶段的工程项目具体建设作业活动中，经常使用钢结构，这样能够有效提高该工程项目整体建设质量与实际成效。针对此种现象，需要加强对钢结构桥梁铺装层组合结构疲劳性能方面的研究与分析。基于此，不断提升其整体建设作业水平与能力，最终推动我国建筑行业的健康可持续发展。